水聲(sheng)通信算(suan)法驗(yan)證(zheng)實(shi)驗(yan)平(ping)臺

        VST-ACtest水聲(sheng)通信算(suan)法驗(yan)證(zheng)實(shi)驗(yan)平(ping)臺所用(yong)調(tiao)制解(jie)調(tiao)程序(xu)與算(suan)法由 MATLAB 編程(cheng)實(shi)現(xian)，通過Labview 調(tiao)用(yong) MATLAB 程(cheng)序(xu)並控(kong)制數(shu)據(ju)采(cai)集卡(ka)觸發(fa)水聲(sheng)通信設(she)備(bei)；在接(jie)收(shou)端，通過水(shui)聽(ting)器+數(shu)據(ju)采(cai)集卡(ka)完成通信信號數據采(cai)集，並(bing)經(jing)VC程(cheng)序(xu)完成信號的(de)實(shi)時(shi)顯示(shi)與數據(ju)離(li)線(xian)處理。

        主要硬(ying)件參數：

（1）水(shui)聲(sheng)功率(lv)放(fang)大器(qi)：190 dBuPa@1m(高功率(lv)型(xing)號)；對應最大(da)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)幅度不低(di)於(yu)900Vpp@22KHz; 輸(shu)出(chu)信號幅度連續可調(tiao); 

 （2）換能(neng)器頻(pin)帶(dai)：20K-30KHz（或定制其(qi)他(ta)用(yong)戶要求(qiu)頻(pin)段）;   

（3）水聽(ting)器：支(zhi)持(chi)4路(lu)輸入(ru)； 

 （4）AD/DA單(dan)元(yuan)：NI4431采(cai)集卡(ka) 

 （5）供電(dian)：內置雙(shuang)鋰電(dian)池供電(dian)（主(zhu)機(ji)和(he)水聲(sheng)發射(she)機(ji)分(fen)別獨(du)立供電(dian)），待(dai)機(ji)時(shi)間8小時(shi)；水聲(sheng)信號功率(lv)放(fang)大器(qi)發射信號不低(di)於(yu)1000幀(zhen)（典型(xing)OFDM通信信號）；支(zhi)持(chi)外(wai)部(bu)供電(dian)。 

（6）內置MFSK示(shi)例應用(yong)，最大(da)通信距離：8-10Km （30米(mi)淺海條(tiao)件）。 

 圖1. 水聲(sheng)通信試(shi)驗(yan)平(ping)臺外(wai)觀 

 技術(shu)指標(biao) 

 1.水(shui)聲(sheng)信號功率(lv)放(fang)大器(qi) 

     參數性(xing)能(neng)： 

     工(gong)作頻(pin)率(lv)範(fan)圍：20k-30kHz, 匹(pi)配(pei)WBT-22換(huan)能(neng)器； 

     供電(dian)電(dian)壓(ya)：24-36V 單電(dian)源(yuan)直流供電(dian)； 

     輸(shu)出(chu)信號：190 dBuPa@1m(高功率(lv)型(xing)號)； 

 2.數字(zi)/模擬(ni)轉(zhuan)換(huan)模塊 

     ADC采(cai)樣精(jing)度(du)24位(wei)，采(cai)樣率(lv)102.4Ksps； 

 3.發射換能(neng)器 

     工(gong)作頻(pin)率(lv)範(fan)圍：20kHz-30kHz 

     發(fa)送(song)電(dian)壓(ya)響(xiang)應：>143dB±3dB@22kHz 

     水平(ping)波束(shu)寬(kuan)度(du)：360°；

     垂(chui)直波束(shu)寬(kuan)度(du)55°±3°@22kHz 

     電(dian)纜(lan)長度：10米(mi) 

 4.接(jie)收(shou)水聽(ting)器 

 參數性(xing)能(neng)： 

    工(gong)作頻(pin)率(lv)範(fan)圍：20Hz-100kHz 低(di)

    頻(pin)接(jie)收(shou)靈敏度：>-200dB 

    電(dian)纜(lan)長度：15米(mi) 

 平(ping)臺軟件(jian)：Labview+Matlab 

     功能(neng)簡介：水聲(sheng)通信所(suo)用(yong)調(tiao)制解(jie)調(tiao)程序(xu)與算(suan)法由 MATLAB 編程(cheng)實(shi)現(xian)，通過Labview 調(tiao)用(yong) MATLAB 程(cheng)序(xu)並控(kong)制數(shu)據(ju)采(cai)集卡(ka)觸發(fa)水聲(sheng)通信設(she)備(bei)；在接(jie)收(shou)端，通過水(shui)聽(ting)器+數(shu)據(ju)采(cai)集卡(ka)完成通信信號數據采(cai)集，並(bing)經(jing)VC程(cheng)序(xu)完成信號的(de)實(shi)時(shi)顯示(shi)與數據(ju)離(li)線(xian)處理。 

主系(xi)統(tong)采(cai)用(yong)Window 10操(cao)作系(xi)統(tong) 

     特點(dian)：該平(ping)臺可測(ce)試和開(kai)發(fa)各類調(tiao)制解(jie)調(tiao)信號，基於(yu)Matlab 的(de)開發(fa)環境利於(yu)復(fu)雜(za)算(suan)法的(de)測(ce)試與快速實(shi)現(xian)，又(you)可通過真(zhen)實(shi)硬(ying)件完成真(zhen)實(shi)水聲(sheng)信號測(ce)試。 支(zhi)持(chi)多種(zhong)水(shui)聲(sheng)調(tiao)制信號的(de)發送(song)與接(jie)收(shou)；具備(bei)信號回(hui)放(fang)與分析(xi)能(neng)力，包(bao)括(kuo)信號時(shi)域顯(xian)示(shi)、頻率(lv)域顯示及(ji)信號的(de)星(xing)座圖顯(xian)示等(deng)功能(neng)。（提供部分調(tiao)制方案的(de)MATLAB源(yuan)代碼） 

     使用(yong)簡(jian)介： 壹． 發(fa)送(song)端：根據(ju)需求(qiu)選(xuan)擇調(tiao)制方式，調(tiao)用(yong) MATLAB 編(bian)寫(xie)的(de)調(tiao)制算(suan)法調(tiao)制信號，同時(shi)將調(tiao)制完成後的(de)信號，生產 WAV 文件，返(fan)回(hui) LABVIEW 選(xuan)擇所生(sheng)成WAV 文(wen)件(jian)並(bing)發(fa)送(song)，可以(yi)做到(dao)連續(xu)發送(song)，並且(qie)用(yong)戶可以(yi)控制(zhi)發送(song)的(de)次(ci)數(shu)。 

 圖2. 信號發射控制面板(ban)

 二(er)． 接(jie)收(shou)端的(de)離線(xian)解(jie)調(tiao)界(jie)面現(xian)在主(zhu)要包括(kuo)以(yi)下(xia)兩個方面，第壹是(shi)可以(yi)進(jin)行(xing)數(shu)據采(cai)集並(bing)且保(bao)存(cun)；當(dang)停(ting)止采(cai)集後，可以(yi)從當(dang)前保(bao)存(cun)文(wen)件(jian)的(de)文件(jian)夾(jia)西(xi)選(xuan)擇想要解(jie)調(tiao)的(de)數據(ju) 

 圖3. 實(shi)時(shi)信號接(jie)收(shou)顯示(shi)界(jie)面